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第一章 DNA测序和基因组时代1

1.1 发现DNA和它的遗传载体功能1

1.2 DNA的测序技术2

1.3 人类基因组计划3

1.4 新一代测序技术5

第二章 粗粒化和视像化7

2.1 粗粒化与符号描述7

2.2 香农信息论第三定理8

2.3 视像化12

2.4 DNA序列形象表示的早期工作12

2.4.1 DNA的混沌游戏表示12

2.4.2 一维和二维DNA行走13

2.4.3 DNA序列的Z曲线表示14

第三章 细菌基因组中的短串分布17

3.1 细菌基因组中短串分布的直方图18

3.2 冗余缺失串和真正的缺失串19

3.3 基因组序列的随机化20

3.4 基因组随机化后的短串分布直方图21

3.5 基因组序列的概率模型23

3.6 几种离散的概率分布25

3.6.1 伯努利分布27

3.6.2 二项式分布28

3.6.3 泊松分布28

3.6.4 几何分布29

3.6.5 Lander-Waterman曲线30

3.7 基因组随机化以后短串分布的期望值曲线33

第四章 细菌基因组中的缺失字串37

4.1 阿凡提算法37

4.2 短核苷酸分布组成的细菌“肖像”38

4.3 K框架中的一些线条42

4.4 分形和分维48

4.5 “肖像”背后的分形和分维49

4.6 素数个位数分布的非随机性56

4.7 细菌“肖像”与DNA的混沌游戏表示57

4.8 细菌基因组中缺失短串可能的生物学意义58

第五章 G-J集团方法61

5.1 Goulden-Jackson集团方法61

5.2 集团的权重函数：产水菌65

5.3 集团的权重函数：大肠杆菌67

5.4 集团的权重函数：闪烁古生球菌68

5.5 马尔可夫链69

5.6 嵌入马尔可夫链72

第六章 可因式化语言的应用77

6.1 统计语言学和代数语言学77

6.2 形式语言概要78

6.3 乔姆斯基系统79

6.4 林登梅耶系统80

6.5 可因式化语言82

6.6 冗余缺失串数目的形式语言解83

第七章 在基因组中寻找基因89

7.1 cDNA和训练数据集89

7.2 真核生物的基因结构91

7.2.1 “点”信号91

7.2.2 “片段”信号92

7.3 “点”信号的统计描述93

7.4 “片段”信号的马尔可夫链模型94

7.5 “点”信号和“片段”信号的组合96

7.6 隐马尔可夫模型98

7.7 动态规划方法99

7.8 找基因程序的局限和缺点102

第八章 从细菌基因组到亲缘关系105

8.1 细菌的亲缘关系与分类105

8.2 达尔文演化理论和“生命之树”108

8.3 基于16S rRNA序列的细菌演化和分类研究111

8.4 基于细菌基因组的组分矢量方法112

8.4.1 CVTree方法113

8.4.2 减除手续114

8.4.3 关联“距离”和构树116

8.4.4 减除手续突出物种特异性117

8.5 距离和超度规118

8.6 亲缘树正确性的检验119

8.7 肽段长度K的意义和选择121

8.8 CVTree方法的两大应用123

8.8.1 细菌的大范围分类123

8.8.2 亚种以下菌株的高分辨力124

第九章 符号序列重构的唯一性127

9.1 序列重构数与图论中欧拉圈数的关系127

9.2 序列重构唯一性的形式语言解133

9.2.1 唯一重构序列与可因式化语言133

9.2.2 识别唯一重构序列的有限状态自动机134

9.3 具有巨大重构数目的蛋白质139

附录：本书提到的几个程序141

1 绘制细菌“肖像”的SeeDNA程序141

2 二维DNA行走程序DNAWalk141

3 寻找水稻基因的BGF程序142

4 从基因组数据构建亲缘关系的CVTree程序142

5 欧拉圈计数程序ModifiedBEST143

6 判断重构唯一性的有限状态自动机143

参考文献145